1.热能代谢
甲亢患者基础代谢率明显升高，甲状腺素可促进氧化磷酸化，刺激细胞膜上的Na+-K+-ATP酶，后者在维持细胞内外Na+-K+梯度的过程中，需要大量的热能以促进Na+的主动转移，从而消耗大量三磷酸腺苷(ATP)，使氧耗和产热均增加，散热也加速。故病人怕热、多汗，体重下降，工作效率低。
2.蛋白质代谢
少量甲状腺素可促进蛋白质合成，但甲状腺素分泌过多时，蛋白质分解加速，排泄增加，呈负氮平衡；肌肉组织被消耗，病人疲乏无力，体重下降。
3.脂肪代谢
大量甲状腺素促进脂动员，加速脂肪氧化和分解，并加速胆固醇的合成，促使胆固醇转化为胆酸排泄出体外，增加胆固醇的利用。故甲亢患者其胆固醇并不高，反而偏低。
4.碳水化合物代谢
甲状腺素可促进肠道对碳水化合物的吸收，使葡萄糖进入细胞内被氧化，刺激肝糖原和肌糖原分解，加速糖原异生。造成糖耐量降低，容易加重或诱发糖尿病。
5.水盐代谢
大量甲状腺素有利尿、排钾作用，促使骨质疏松，钙、磷运转率加速，尿排泄增加，但血中浓度仍正常或稍高。
6.维生素代谢
甲亢患者B族维生素及维生素C消耗量增多，容易发生该类维生素缺乏。
7.消化系统
甲状腺素增多时，促使肠蠕动增强，引起排便次数增多，甚至腹泻。
8.造血系统
甲状腺激素与红细胞生成有关，缺少时可致贫血，过多时变化不明显，仅有淋巴细胞增生与白细胞总数偏低。
9.其他
甲状腺和儿茶酚胺有协同作用，可增强神经、心血管和消化等系统脏器的兴奋性，常有心动过速、心律紊乱、循环加速、脉压增宽及神经系统的症状。